歷史上關於太陽能的發展過程及其應用方法的試驗性探究

2021-01-15 青年百科說

當代社會,能源需求成為了社會發展的一大需求。人們開始考慮,是否存在一些人們還無法探索到的能源物質?是否存在一些能源物質,可以替代煤,石油,天然氣等化石能源?已被發現可以作為能源物質的的能量該如何利用才能發揮其最大效果?如此等等。

科學是建立在豐富的想像力之上的,也正因如此,曾經被提出的在當時幾乎不可能實現的問題,如今或許已經有了答案。一項又一項新型能源被不斷的提出與利用,風能,水能,潮汐能,太陽能等等,且一經提出便受到各界的重視,其中,太陽能能源的探索發現與應用尤為突出。

在當今時代,可用化石燃料的數量日益減少,太陽能能源已成為人們能源利用的一大組成部分。以太陽能為核心的光伏產業在世界的發展中也作出了巨大的貢獻。現如今,很多發展中國家與發達國家都把光伏產業作為核心產業之一。最大限度地提高太陽能能量的轉化效率也成了人們不斷努力的目標。

原生太陽能

在世界的每一個角落,都流傳著一些關於「火」的傳說。

傳說在遙遠的古代,人類的祖先生活在這片廣闊的大地上,他們常常選擇群居,靠著捕獵維生。他們臉上,嘴上,身上總是沾著血跡,因為他們只知道,吃了其他動物或是野獸,就能讓自己活下去。是的,他們不追求美味,他們也不懂得如何加工這些捕獵得到的生肉才能更好下咽。

或許從某個意外開始,譬如閃電打到了樹木,於是森林開始燒起了大火,有的動物被燒死在火災中,人們發現了動物的屍體,開始分食它,這才知道原來熟食能夠更美味。於是,在這之後的漫長歲月中,人們開始了對火的追求。

自從知道了火這種東西,人們的追求也在不斷發生著變化,久而久之,2他們不再著眼於「用火還能去做點什麼」,他們開始去尋求,「除了木頭,什麼東西還能生起火」「還有什麼東西能讓自己的生活更加便利」。在人類文明不斷發展的過程中,這些東西也在不斷地被發現和利用。

後來,人們漸漸發現,很多東西都可以作為可利用的能量。他們利用上遊水對下遊的衝擊力建造了水車,利用風對帆布的作用力推動船前行,他們又發現從地下挖出的煤炭,石油都可以進行燃燒,於是能源大幅度利用的時代也漸漸到來。

隨著科學技術的不斷更新與發展,人們便開始思考,「如何在更高效利用能源的同時把消耗降為最小」,於是,太陽這個巨大的能源聚集體便首先映入人類的眼帘。

眾所周知,太陽是離地球最近的一顆恆星,它在宇宙中存在了五十多億年,對它來說,現在正值壯年。就是這麼一顆恆星,對地球來說,便是有著非同小可的意義,目前為止,人類所利用的幾乎所有能源都是來自太陽。植物吸收太陽光讓自己成長,人類和動物又是直接或者是間接的以植物為食,地表之下的煤炭,石油等能源物質,又大多是由植物動物的化石演變而來,由此可見,讓地球的運轉,太陽帶來的能量是不可忽視的。

在這個一次性能源日益匱乏的時代,二次能源的利用們人類社會發展道路中的一大課題。

太陽能的利用便是這課題中的重中之重。

其實或許很多人對太陽能沒有一個完善的了解,但是有一樣東西應該沒有人不知道。那就是太陽能熱水器。早些年,電熱水器並不能較為廣泛的普及,人們想要在家裡自由使用熱水,就需要一臺太陽能熱水器,將巨大的保溫水箱和真空太陽能管架設在屋頂,通過連接管道與室內管道相連,向室內輸送熱水。也正是因為那時給人們生活帶來的巨大便利,才讓太陽能這個詞記在了人們心中。

但是社會總是要進步的,科技的發展也不會停歇。近些年來,各種各樣的熱水器在市面上層出不窮,其效率和方便程度早已超出太陽能熱水器,於是太陽能熱水器也漸漸退出了人們的視線。、

然而太陽能熱水器的減少並不代表著太陽能已不再被重視,相反的,正是因為這個以太陽能為主要能源的科技成果面世時取得的巨大成功,於是人們更加重視太陽能能源的發展了。

事實上,除了人們耳熟能詳的太陽能熱水器,關於太陽能能源的合理利用,也有些不同方向的探索與發展。

在如今的生活中,汽車已經是大多數人日常生活中不可離開的交通工具之一了。但是汽車的尾氣排放卻成了困擾人們的一大問題,汽車通過燃燒汽油來給其提供動力,尾氣排放在空氣中,過量的尾氣排放給空氣的質量環境造成了難以逆轉的破壞,於是就有人想到,是否可以利用太陽能為汽車提供動力?答案當然是可以的。

事實上太陽能汽車已經不是什麼新鮮事了,但為什麼在我們生活中卻幾乎見不到呢?只是因為在這方面的科學技術還有著致命的不足。有關資料顯示,現有的科技力量能夠製造出最好的太陽能電池其效率約為44.7%,但其昂貴的製造費用卻讓人望而卻步。並不是說所有的太陽能電池都是如此奢侈,一塊價格適當的的太陽能電池也有著15%左右的轉化效率,但是考慮到車身的重量大小與空氣阻力,正常行駛的太陽能汽車速度甚至無法超過一輛電動自行車,讓這種汽車爬坡,更是難上加難。所以說,製造當然是可以,但是實際的利用或許只有等相關技術更為成熟些才可以把。

也有人曾想過,何不給自己家的房頂換成太陽能面板呢?關於成本問題,當然也已經被計算過了。粗略來講,按照一棟一百平米的房子來計算,初期的各種材料和裝修費用大概需要10-15萬元,當然這個資金一般是通過國家關於家庭光伏的相應政策來貸款支付的。安裝完成之後,每個月要支付500-600元的貸款,夏天時日照時間較長,能夠將部分剩餘電量返還給國家抵扣利息,減輕了還款的壓力。因為這些光伏發電系統是長期置於室外的,所以定期的清洗與維護也是必不可少的,大多數時間,雨水能夠衝洗掉大面積的灰塵,特殊位置便需要人工清理。為了防止設備出現故障,購買企業的保修服務也是一項必不可少的開支。

太陽能面板

由這些實際面臨的問題可見,沒有意外的情況下,給自己家做這樣的改造就好比把錢存進銀行,只需要偶爾勞動一下就可以有錢賺了。但如果在這期間,哪怕一次兩次出現設備問題,更新這些設備便又會讓自己陷入賠錢的窘境。這樣考慮下來,又有多少人願意冒著風險去做這樣的改造呢。

當然,除了這些面向民眾的探索方向外,也有一些為了國家利益而研究製造的大型設備。

世界上第一臺太陽能發電站建於法國,由於當時的科技發展程度有限,這臺發電站實際效率並不高,但是這也為之後的光電項目發展提供了寶貴的經驗。

其它環保發電技術

目前為止,在我國甘肅,山東,內蒙古等地已經有了光電項目建設的具體模式。利用地理優勢,一年四季都儘可能多地將太陽能轉化為電能,雖然並不能像煤或石油那樣有很高的轉化效率,但是因為其有著綠色,環保,無汙染等眾多環境友好型特性,在國家巨大經濟實力的支持及世界綠色發展潮流的背景下,太陽能發電定是能在今後新能源的發展與應用方面佔很大比例。

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